二十一世纪被称为“海洋的世纪”，随着海洋工程的建设规模越来越大，水下焊接的应用越来越频繁，传统水下焊接比陆地上焊接受到制约因素更多，因此对水下焊接的自动化提出了迫切的要求。论文以实现水下焊接超声波焊缝跟踪为目标，对超声波测距系统、信号采集和分析以及控制系统进行了研究。水下焊接超声传感焊缝跟踪的困难在于能否判别焊缝的位置，通过对超声波测距原理研究，设计超声波测距系统，利用测距源判别焊缝在焊件位置，最终实现水下焊缝自动跟踪。水下焊接过程中存在焊接弧光、气泡的扰动、水流和烟尘及杂质的距离等不利因素，使超声波信号存在噪声的干扰，在测距，确定回波信号前，需要对信号进行滤波及其它处理，对回波信号判定，采用相关系数法，对于采集的信号可以进行相关的信号处理，提高对回波信号前沿识别的准确度和精确度。本文硬件系统有三个主要部分组成，包括信号采集系统，焊接子系统和运动控制子系统三个主要部分。实验表明，它们的运动稳定性满足系统的要求。以VISUALC++6.0为开发工具，基于多任务操作系统设计了一套界面功能较全的应用软件,并使用Matlab对于信号进行分析和处理。论文最后在水下对超声波测距进行了试验验证，分析超声波传感器运动状态，为水下焊接过程准确进行焊缝跟踪提供基础，具有较高的跟踪可靠性，结果比较准确。